CN202772854U

CN202772854U - 芯片级封装声表面波器件

Info

Publication number: CN202772854U
Application number: CN 201220398563
Authority: CN
Inventors: 李勇; 周宗闽; 王祥邦; 姚艳龙
Original assignee: CETC 55 Research Institute
Current assignee: CETC 55 Research Institute
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-08-13

Abstract

本实用新型公开了一种芯片级封装声表面波器件，其在基板表面除制作出声表面波器件的引出金属电极外，还制作有围绕器件的金属接地框；采用绝缘薄膜完全覆盖覆晶结构阵列，使绝缘薄膜密接覆晶结构，并在覆晶结构处使芯片有源区与基板表面间有一定间隔，均形成一空腔；去除倒置芯片背面部分绝缘薄膜；沿基板表面金属接地框内侧，将其外的绝缘薄膜去除，覆晶结构仍被绝缘膜密接封闭；在已覆盖绝缘薄膜的覆晶结构上，淀积完全覆盖的双层金属膜；可以再采用塑料封装，提高器件可靠性。

Description

芯片级封装声表面波器件

技术领域

本发明涉及一种芯片级封装声表面波器件。

背景技术

芯片级封装（Chip Scale Package, CSP），也称芯片尺寸封装，是一种微电子元器件的气密封装技术，其特征是：封装后成品面积仅比芯片面积稍大一些。其特点有：体小量轻，输入输出端数可以很多，电热性能好，适合表面安装。

芯片级封装技术在半导体集成电路制造中已广泛应用，发展出多种结构和制造方法。目前芯片级封装大都基于覆晶技术（Flip Chip Package），称为覆晶芯片级封装（FCCSP）。

覆晶技术，也称倒晶封装，是将芯片的输入输出电极上生成焊球(bump，也称凸块)，然后将芯片翻转(flip)过来使焊球与基板(substrate,board)表面的引出电极直接连结。

多年来，声表面波器件采用管座和管帽结合体结构进行气密封装，大大增加了器件体积。覆晶技术提供了芯片级封装应用于声表面波器件的基础，直接芯片覆盖可以得到最小体积。由于声表面波器件的特殊性，在移植半导体芯片级封装技术时，主要解决的技术关键是保证器件芯片有源区（叉指换能器、反射阵等声电换能结构及其间声波传输声道）不能加载过量非设计物质，即在封装后其上方必须有空腔。现有技术认为在气密封装前采用薄膜覆盖整个覆晶结构来得到此空腔的方法较好。另外，器件的电磁屏蔽也是必须考虑的。

现已失效的日本东芝公司声表面波器件专利01812322，提出了采用完全覆盖倒置芯片和基板的多层膜气密封装结构（图1）。基板1上设计有双面连通的金属引出电极6和9，声表面波器件芯片3上有叉指换能器4和输入输出电极5等金属图形，采用覆晶技术使芯片3与基板1通过焊球2连接，使芯片的输入输出电极与基板上的引出电极6、9相连。绝缘膜22，金属膜7和8完全密接覆盖此覆晶结构。此封装结构的不足是金属膜没有与基板的接地引出电极相连，电磁屏蔽效果差。

德国爱普科斯公司声表面波器件专利99803133，提出采用特种膜密封方法，制作芯片级封装声表面波器件（图2）。采用覆晶技术通过焊球6将芯片1与基板10电气连接，用没有完全固化的粘合材料组成的膜4进行压处理和热处理，使其完全覆盖覆晶结构，但不必要是密接的。覆盖膜可以是多层结构，如镀有金属膜的塑料膜。覆盖膜密封后，还可再塑封。为得到良好气密性，对覆盖膜的要求很高。

针对上述专利的缺点，德国爱普科斯公司提出采用塑封结构和方法，制作芯片级封装声表面波器件的专利02819130（图3）。将芯片C与基板T形成覆晶结构后，在覆晶结构外附加一薄膜F，形成必要的空腔H。此后最少要去除芯片侧面的薄膜再用塑料G密封，切割塑封层到基板形成芯片间隔SL。可以淀积金属膜M，由于金属膜与接地电极MA接触，金属膜M具有电磁屏蔽效果。该专利的特征是内层薄膜覆盖后要去除部分薄膜，以利于塑封体与芯片和基板都可以直接接触，提高可靠性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明公开了一种芯片级封装声表面波器件，其特征在于：

在基板表面制作出声表面波器件的金属引出电极，和围绕器件的金属接地框；

采用绝缘薄膜完全覆盖覆晶结构，使绝缘薄膜密接覆晶结构，并在覆晶结构处使倒置芯片有源区与基板表面间有一定间隔，均形成一空腔；

去除倒置芯片背面部分绝缘薄膜；

沿基板表面金属接地框内侧，将覆晶结构外的绝缘薄膜去除，覆晶结构仍被绝缘薄膜密接封闭；

在已部分覆盖绝缘薄膜的基板上，淀积全部覆盖的金属膜。

上述金属膜是一种双层金属膜，所述双层金属膜的内层金属膜采用汽相淀积，所用金属是铝、钛、镍、铬和钨等有较强附着力的金属；所述双层金属膜的外层金属膜采用溅射、电镀或化学镀等金属膜技术，所用金属是铜、银、金、铝和钨等具有较高导电性能的金属。所述金属膜外可以再采用塑料封装，提高器件可靠性。

本发明的有益效果是，双层金属膜与基板表面围绕器件的接地金属框是接触的，不但使本发明芯片级封装声表面波器件具有良好的电磁屏蔽性能，且密封性也得到保证。

附图说明

图1 现有技术：日本东芝公司多层膜专利结构。

图2 现有技术：德国埃普科斯公司单层塑料膜密封结构。

图3 现有技术：德国埃普科斯公司塑封结构。

图4 本发明实施例1：金属外封结构。

图5 本发明基板表面制作的电极图形。

图6 本发明实施例2：塑封结构。

图4、图5和图6中：101、绝缘薄膜；102、倒置芯片；103、引出电极；104、焊球；105、接地电极；106、基板；107、空腔；108、双层金属膜；109、塑料；110、接地框；111、焊接电极。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。

由前述，采用薄膜完全覆盖覆晶结构形成空腔的结构较好，具有电磁屏蔽结构是必要的，塑封对加强器件密封和可靠有十分重要作用。

本发明的芯片级封装声表面波器件，其结构特征是：

1 在基板106表面除制作出声表面波器件的引出电极103外，还有围绕器件的金属接地框110；

2 采用绝缘薄膜101完全覆盖覆晶结构阵列，使绝缘薄膜101密接覆晶结构，并在覆晶结构处使倒置芯片102有源区与基板106表面间有一定间隔，均形成一空腔107；

3 去除倒置芯片背面部分绝缘薄膜；

4 沿基板106表面金属接地框110内侧，将覆晶结构外的绝缘薄膜101去除，覆晶结构仍被绝缘薄膜101密接封闭；

5 在已部分覆盖绝缘薄膜101的基板106上，淀积全部覆盖的双层金属膜108；

6 可以再采用塑料109封装，提高器件可靠性。

下面以两个实施例说明本发明。

图4是本发明的实施例1的器件未切割分离时的示意图，本文所有图均不是规范制图，只表示各部件的相互关系，而其尺寸均不代表其实际大小。

首先在基板106表面制作多个声表面波器件的引出电极103图形，且每个器件电极图形区外均设计一金属接地框110（图5）。在基板106底面制作声表面波器件的表面贴装用焊接电极111和接地电极105，采用通孔技术将基板106表面引出电极103和接地框110分别与基板底面的焊接电极111和接地电极105相连。多个声表面波器件金属图形形成阵列。

采用规范声表面波器件微电子工艺，制作声表面波器件晶圆片；在晶圆片上制作焊球104；砂轮切割分离芯片。

采用覆晶工艺，将多个芯片倒装在基板顶面，形成覆晶结构阵列基板。

将绝缘薄膜101覆盖在覆晶结构阵列基板有覆晶结构的一面，采用热和压力等应力，使薄膜完全密接每个覆晶结构，并在每个覆晶结构处使倒置芯片102有源区与基板106表面间有一定间隔，均形成一空腔107。

去除倒置芯片背面部分绝缘薄膜。

沿基板表面各个器件金属接地框110内侧，将覆晶结构外的绝缘膜去除，使每个覆晶结构仍被绝缘薄膜101密接封闭。

在已部分覆盖绝缘薄膜101的覆晶结构阵列基板上，淀积全部覆盖的双层金属膜108。采用两层金属的原因是内层金属主要是加强金属膜与绝缘膜的结合，以及金属膜和基板顶面接地金属框的结合。此内层金属膜需要采用汽相淀积，如微电子蒸发或溅射工艺，所用金属是铝、钛、镍、铬和钨等有较强附着力的金属；在本实施例中，外层金属赋有密封器件的功能，所以应该厚一些，至少数十微米。所述双层金属膜的外层金属膜采用溅射、电镀或化学镀等金属膜技术，所用金属是铜、银、金、铝和钨等具有较高导电性能的金属。最后，切割基板分离各器件。

图6是本发明的实施例2的示意图。其结构与实施例1基本相同。只是在双层金属膜108淀积后，再加上塑料109封装，来提高器件的可靠性。

在实施例2中，由于有了塑料109封装，双层金属膜108的外层金属膜就可以降低其膜厚，一般几微米即可，而且可以同内层金属膜一起制作。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims

1.一种芯片级封装声表面波器件，其特征在于：

去除倒置芯片背面部分绝缘薄膜；

在已部分覆盖绝缘薄膜的基板上，淀积全部覆盖的金属膜。

2.根据权利要求1所述的芯片级封装声表面波器件，其特征在于：所述金属膜是一种双层金属膜。

3.根据权利要求2所述的芯片级封装声表面波器件，其特征在于：所述双层金属膜的内层金属膜采用汽相淀积，所用金属是铝、钛、镍、铬和钨有较强附着力的金属。

4.根据权利要求2所述的芯片级封装声表面波器件，其特征在于：所述双层金属膜的外层金属膜采用蒸发、溅射、电镀或化学镀金属膜技术，所用金属是铜、银、金、铝和钨具有较高导电性能的金属。

5.根据权利要求1、2、3或者4所述的芯片级封装声表面波器件，其特征在于：所述金属膜外再采用塑料封装，提高器件可靠性。